#第九届立创电赛#桌面温湿度检测仪复刻项目

注：* 为必填项

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* 1、项目功能介绍

 

在物联网技术日益普及的今天，环境温湿度监控成为众多行业不可或缺的一环，如农业大棚、智能家居、仓储管理等。为了深入理解并实践温湿度检测技术，我参加了嘉立创举办的温湿度检测仪训练营，通过系统化的学习和实践，成功复刻了一款高精度的温湿度检测仪。（采用的温湿度传感器为盛思锐的SHT40传感器）

可实现的功能：温湿度检测，电量检测

 

*2、项目属性

 

项目属于新手区，原理图和PCB均借鉴立创EDA平台，由本人亲手绘制，程序也借鉴的官方源码，在官方源码上修改后，程序也可以正常烧录。

 

* 3、开源协议

 

开源协议采用GPL 3.0

 

请在竞赛阶段填写 ↓

 

*4、硬件部分

 

硬件部分分为原理图及PCB绘制部分以及外壳设计及面板设计部分。

1）原理图及PCB绘制部分：

 

原理图部分包括主控电路、晶振模块、SHT40温湿度传感器、三态输出8位移位寄存器、唤醒按键、测试LED、两节5号电池盒+防反接保护、共阴极3位数码管、SWD下载调试接口、M3螺孔等部分。详情见下方原理图，想亲自绘制原理图及PCB的小伙伴们，可以在B站上关注立创EDA，看相应的温湿度检测仪的硬件视频去学习。

 

M3螺孔

在原理图设计上，增加了四个M3螺孔，便于固定，可以为它设计相应的外壳，也可以通过两个电路板间通过M3螺丝为其临时固定，使其能够稳定放在桌面上。示意图如下：

 

温湿度传感器 

采用盛思锐的SHT40温湿度传感器，精度高，可实时检测温湿度变化。

在项目中，SHT40采用IIC进行通信，模块上R1、R2是IIC通信的上拉电阻，起到“线与”的作用，支持挂载多个设备。

注意传感器安装方向！！！如果安装方向错误，可能使传感器损坏。

安装时需要让引脚一一对应，再进行安装。如：SDA--SDA,GND--GND等。

安装后示意图。

 

2）外壳设计及面板设计部分：

外壳及面板均在嘉立创EDA专业版上进行设计，需要的可自行到附件中下载。

 

面板3D正面预览图：

 

Tips：

1.数码管采用共阴极3位数码管，也可采用共阳极3位数码管。不过共阳极3位数码管需要在程序中对段码进行更改，在附件中会有相应的代码提供参考；

2.在复刻时，需要注意封装尺寸；

3.数码管上有一层塑料膜，可以防止数码管表面被划伤，在焊接前，不要撕掉塑料膜，焊接后，可根据自己的需要保留或撕掉塑料膜。

4.如果是用电烙铁焊接，焊接顺序建议先焊接贴片元件，可以先从内部的主控芯片STM32G030K6T6焊接，再一步步往外焊接贴片元件。最后焊接数码管，排针等插件。（数码管，排针引脚过长，当焊接完后，需剪短引脚，否则会影响电池底座的安装，后续会对PCB进行调整，使其便于安装）

          

注：请前往嘉立创EDA 生成/上传设计文件，文件完成后，相关文稿将自动生成至项目详情；这里可以详细说明您的项目实现原理和机制、注意事项、调试方法、测试方法等。推荐图文并茂的形式向别人介绍您的想法。

 

*5、软件部分

 

对代码的功能介绍：

1）官方源码 及 相应功能：（睡眠模式+按键触发+未启动电量检测）

主控采用STM32G030K6T6，采用嘉立创官方源码，程序烧录进后，硬件工作正常。当按键按下，会依次显示温度、湿度，循环两次，之后数码管熄灭。

当不按按键时，温湿度检测计处于睡眠状态，数码管不显示，大大提高待机时间，节省电池电量。

2）修改后的代码1 及 相应功能：（睡眠模式+按键触发+启动电量检测）

程序烧录后，硬件工作正常。当按键按下，会依次显示温度、湿度，电量，循环两次，之后数码管熄灭。

当不按按键时，温湿度检测计处于睡眠状态，数码管不显示，大大提高待机时间，节省电池电量。

3）修改后的代码2 及 相应功能：（运行模式+无须按键触发+启动电量检测）

程序烧录后，硬件工作正常。温湿度检测计一直处于运行状态，无须按键按下，会依次显示温度、湿度，电量，之后一直循环显示。（直至电池电量耗尽）

 

修改部分讲解：

代码部分是在桌面温湿度仪项目文档中的综合案例进行修改，零基础的小白可以先看一下桌面温湿度仪项目文档，再看相应修改。

桌面温湿度仪项目文档综合案例链接：8-综合案例 (yuque.com)

1）代码1修改部分：（基于综合案例修改）

代码1修改思路：

与综合案例相比，多了电量检测功能，所以需要引用ADC，在main函数中先要定义一个变量，存放电量检测的值，之后进行ADC校验，使测得的电池电压更精准，在while循环里调用Get_VolValue()函数，目前得到的值value只是1颗5号电池的电压，为了得到总电压，需要*2；*100是为了方便在数码管上显示。

ShowNum2（）函数是为了解决温度和电量混淆问题，温度和电量虽然是先后显示的，但是如果同用ShowNum（）函数，第一个数码管的小数点始终在第二个数后显示，可能引起混淆，所以电量检测时，用ShowNum（）函数，使第一个数码管的小数点在第一个数后显示。

SN74HC595_Send_Data(SN_LED1,(sgh_value[value]|0x80)); //0x80表示共阴极数码管小数点

帮助理解：

0x80：这是一个十六进制数，等价于十进制的 128。在二进制中，它表示为 1000 0000

因此，sgh_value[value]|0x80 的操作是将 sgh_value[value] 的值与 0x80（即二进制 1000 0000）进行位或操作。这意味着无论 sgh_value[value] 的原始值是什么，其结果在最高位（最左侧的位，假设是8位或更长的二进制数）上都会被设置为1，而其他位则保持 sgh_value[value] 中相应位的值，或者如果 sgh_value[value] 在这些位上有1，则这些位也会被设置为1。

 

main.h中

找到这个结构体，在uint16_t Humi;下再定义一个变量Val，如上图所示。

uint16_t Val;

 

main.c中

1.首先定义变量value；

float value = 0;

2.在关闭数码管显示后增加ADC校准函数；

HAL_ADCEx_Calibration_Start(&hadc1); //ADC校准

3.在while（1）中调用Get_VolValue()函数，将值赋给value,再将得到的value进行处理赋给device_paramter.Val；

value = Get_VolValue();

device_paramter.Val = (uint16_t) (value * 100) * 2;

 

tim.c中

1.在else if(updata_flag <= 10000)结束，else开始前，增加如下代码：

else if(updata_flag <= 15000)

{

ShowNum2(1,1,(device_paramter.Val/100));

ShowNum2(1,2,(device_paramter.Val / 10 % 10));

ShowNum2(1,3,device_paramter.Val%10);

}

 

gpio.c中

1.在ShowNum（）函数后增加ShowNum2（）函数，代码如下：

void ShowNum2(uint8_t row, uint8_t column, uint8_t value)

{

if(row == 1)

{

switch(column)

{

case 1:

SN74HC595_Send_Data(SN_DIG,0xFE);

SN74HC595_Send_Data(SN_LED1,(sgh_value[value]|0x80));

break;

case 2:

SN74HC595_Send_Data(SN_DIG,0xFD);

SN74HC595_Send_Data(SN_LED1,sgh_value[value]);

break;

case 3:

SN74HC595_Send_Data(SN_DIG,0xFB);

SN74HC595_Send_Data(SN_LED1,sgh_value[value]);

break;

default:

break;

}

SysCtlDelay(1000);

SN74HC595_Send_Data(SN_LED1,0x00);

}

else

{

switch(column)

{

case 1:

SN74HC595_Send_Data(SN_DIG,0xF7);

SN74HC595_Send_Data(SN_LED2,sgh_value[value]);

break;

case 2:

SN74HC595_Send_Data(SN_DIG,0xEF);

SN74HC595_Send_Data(SN_LED2,(sgh_value[value]|0x80));

break;

case 3:

SN74HC595_Send_Data(SN_DIG,0xDF);

SN74HC595_Send_Data(SN_LED2,sgh_value[value]);

break;

default:

break;

}

SysCtlDelay(1000);

SN74HC595_Send_Data(SN_LED2,0x00);

}

}

 

gpio.h中

1.在Shownum后声明Shownum2函数：

void ShowNum2(uint8_t row, uint8_t column, uint8_t value);

 

2）代码2修改部分：（基于代码1修改）

代码2修改思路：

在代码1的基础上，不进行按键触发，没有休眠状态，一直运行。注释或删去关于休眠状态的代码，使其一直运行，循环执行读取温湿度及电量检测。

 

tim.c中

修改后，如图所示：

 

main.c中

修改后，如图所示：

 

3）共阳极数码管修改部分：（基于综合案例修改）

共阳极数码管修改思路：

共阳极和共阴极显示相同数字所需段码相反，需把段码取反。

如果对共阳和共阴数码管段码是怎么改的，可以参考下面的博客

共阳和共阴数码管详细段码(带图)_共阳数码管段码表-CSDN博客

共阳极、共阴极数码管编码表（0~9、A~P……全亮）_共阳极数码管显示0～9对应的段码-CSDN博客

 

main.c中

修改后，如图所示：

 

tim.c中

修改后，如图所示：

gpio.c中

修改后，如图所示：

 

Tips：

1.电池电量显示可能存在问题，目前还不知道怎么解决，欢迎小伙伴们在下方留言；

2.代码如何烧录，可看立创EDA的温湿度检测仪的软件视频去解决，后续会将本人如何烧录的过程补充进去，如果还未解决，欢迎小伙伴们在下方留言；

3.如果采用共阳数码管，需要对代码进行修改，详细代码在附件；

4.工程源码在附件中，小伙伴们按需下载。

 

注：若您的项目涉及软件开发，请在附件上传对应的工程源码。这里可以详细说明您的软件流程图、功能模块框图、相关算法的解释或科普、源码结构、编译环境的搭建和配置、源码编译方法、程序烧录方法等。推荐图文并茂的形式向别人介绍您的想法。

 

*6、BOM清单

请输入内容…

 

注：项目涉及的BOM清单。在嘉立创EDA 生成/上传设计文件后，BOM将自动生成至项目详情；建议包括型号、品牌、名称、封装、采购渠道、用途等内容。具体内容和形式应以表达清楚项目构成为准。

 

*7、大赛LOGO验证

电路板：

面板：

 

请上传包含大赛logo的项目图片，logo以丝印形式印刷在PCB上面。

点击zip下载大赛logo标识！ （大赛标识）.zip

 

  8、附件说明

1.zip中是综合案例中的官方源码；

2.zip中是修改代码1，与官方源码比，启用了电量检测功能；

3.zip中是修改代码2，与修改代码1比，无须按键触发，循环执行温湿度检测及电量检测功能；

4.zip中是修改代码3，与官方源码比，可让共阳数码管显示；

5.zip中是修改代码4，与官方源码比，可实现当显示温度时，由74HC595控制的led同时亮起，当显示湿度时，led熄灭。

 

 

9、复刻说明

目前3D外壳设计，存在问题，需要修改，正在修改中。若只复刻电路板，可以采用附件的pcb文件进行下单。

 

 

* 10、演示您的项目并录制成视频上传

 

 

视频要求：请横屏拍摄，分辨率不低于1280×720，格式Mp4/Mov，单个视频大小限100M内；

视频标题：立创电赛：{项目名称}-{视频模块名称}；如立创电赛：《自动驾驶》-团队介绍。

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